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黑马来袭 阳光电动力发布SiC电机控制器

发布日期:2020-08-07 浏览次数:1480 来源:中国汽车报网
        打破特斯拉垄断的自主SiC电机控制器来了!
 

        近日,阳光电源股份有限公司(以下简称“阳光电源”)自主研发的车用全SiC电机控制器成功装车试运行,这标志着其成为国内首家推出采用第三代宽禁带功率半导体单管(SiC MOSFET)并联技术产品的企业。此前在汽车行业内,国际上批量生产这一技术方案的仅有特斯拉一家。
 

        作为阳光电源的全资子公司,合肥阳光电动力科技有限公司(以下简称“阳光电动力”)承担了新能源汽车电控产品的研发与生产,此次对标特斯拉的电机控制器一经问世,便引发行业极大关注。阳光电动力也凭借领先的控制技术、可靠的产品品质和稳定的供货能力,成为新能源汽车电控行业的一匹强劲“黑马”。
 

        ■全面布局新能源汽车电控领域

        阳光电动力已在新能源汽车行业闯出属于自己的一片天,而它背后的阳光电源,名头更是响当当。据悉,阳光电源专注于太阳能、风能、储能、电动汽车等新能源电源设备的研发、生产、销售和服务,主要产品有光伏逆变器、风能变流器、储能系统等,其中光伏逆变器产品已连续10年国内第一、连续5年全球第一。
 

        在新能源汽车蓬勃发展的大背景下,得益于在逆变器领域深厚的积累,阳光电源也将触角延伸。2010年,阳光电源深化电力转换技术应用,全面开启新能源汽车电控领域战略布局,并于2016年成立全资子公司阳光电动力,主要生产新能源汽车电机驱动产品,包括电机控制器、多合一集成控制器等,覆盖A00~B级轿车控制器、三合一驱动总成、N1~N3类商用车各种单控和集成式控制器。
 

        “依托阳光电源23年来在电力电子技术应用方面的积累,阳光电动力按照汽车行业的开发流程和体系,建立了与新能源整车需求相匹配的一流技术平台,产品现已覆盖各类新能源乘用车、商用车,并自2013年起批量配套国内各大新能源主流车企。”阳光电动力总裁洪思明说。
 

        基于此,阳光电动力的综合实力赢得了业界的肯定和认可,并先后荣获“2019中国电动汽车核心零部件100强”、“年度电驱供应商APS黑马奖”、“2019年度中国新能源汽车最佳配套企业金熊猫奖”等行业重要奖项。
 

        ■以先进技术打造核心竞争力

        取得市场成绩的背后是阳光电动力对先进技术的孜孜追求——打造企业的“护城河”。当前,IGBT模块是新能源汽车电控产品中的关键器件,成本占比50%以上。然而,车用IGBT模块市场却长期被外资寡头企业垄断,且产品封装不统一,无法互换。在整车倒逼电控成本进一步降低的情况下,车用IGBT模块价格居高不下,严重挤压了国内新能源汽车电控企业甚至整车厂商的生存空间。
 

        面对这一行业现状,阳光电动力凭借此前在电力电子领域的积累,向这一核心技术发起挑战。2016年,阳光电动力首款基于低压MOS的单管并联产品问世;2018年,推出基于IGBT的单管并联产品EC30,实现了最多六管并联,最高峰值电流达到450Arms,当时只有其与特斯拉成功研发出这类产品。
 

        近两年来,阳光电动力又开始冲击新的技术高峰——基于SIC功率器件的单管并联产品。SIC器件具有极高的开关频率和极低的开关损耗,被认为是下一代电控产品的核心。不过,其在带来全工况高效率的同时,也对寄生参数更加敏感,相比IGBT的单管并联,设计难度成倍增加。
 

        而阳光电动力的全SIC单管并联产品,做到了比肩特斯拉。据介绍,该产品峰值功率200kW,具有更低损耗、更高效率、更好的控制性能及更优异的NVH特性等优势,最高效率达99.4%,在功能安全方面达到ASIL-C等级。此外,该款电控产品是基于分立器件并联技术而开发,在实际均流性能和载流能力上表现优异,并可灵活适配不同供应商的SiC器件,在批量应用上有着明显优势。
 

        阳光电动力电机控制研究所总监陈文杰博士表示,对于EMC设计,该公司有别于其他厂家先设计再测试整改的流程,采用完全的正向设计理念,每一款电控产品自概念设计之初便有专业的电磁兼容设计团队介入。在电驱功能安全领域,阳光电动力还协助国内一线车企,完成了功能安全软件和系统的开发,得到了客户的充分肯定。
 

        阳光电动力研发副总裁于安博博士介绍称,该公司基于HIL平台搭建了整车模型,包括整车动力学模型、电池模型、传动模型以及各种路况模型和驾驶意图模型,对驱动器网络接口、主动阻尼、主动防滑、驻坡防溜、系统效率、续驶里程等进行充分评估,并借助自动化测试软件实现了全自动化的测试,确保交付客户的产品功能充分验证且快速装车试验。
 

        据悉,国内的新能源汽车电控产品大多源于工业变频器,但对控制算法的要求大相径庭。阳光电动力始终站在整车的角度上推进研发,并从整车性能的角度出发,实现了核心算法方面的突破,从而使整车动力性和舒适性得到提升。具体来说,为了在保证产品可靠性的前提下,实现低速大扭矩性能的最大化,阳光电动力开发了在线IGBT结温观测算法,实时观测IGBT结温,根据结温最大化低速扭矩输出,确保整车低速性能。阳光电动力的主动阻尼算法可有效改善整车的低速抖动,使起步、制动、蠕行更加平稳,减少消费者“晕电动汽车”的抱怨。针对电动汽车的中高速电机啸叫,阳光电动力开发了智能匹配电机的谐波注入算法,能够在中速段大幅降低电机24阶、48阶噪声,使得整车运行更加舒适。
 

        ■深耕细作促行业高质量发展

        据了解,阳光电动力目前聚焦三个系列产品,分别是EC1系列低压产品、EC3系列中压产品和EC5系列高压产品。
 

        其中,EC1系列主要用于A00系列车型,产品采用MOS驱动,覆盖96~144V多个电压平台,在确保性能和可靠性的基础上尽可能降低成本,已成为国内该细分市场的代表性产品。
 

        EC3系列主要用于A00乘用车以及N1类商用车,产品采用阳光电动力领先的单管并联技术,使用世界一流功率器件厂商的半导体,应用平台化设计理念,还拓展了单电控之外的多个三合一驱动桥总成,可满足A00~B级各类乘用车的需求。
 

        EC5系列主要用于N2、N3类货车及各类客车,产品采用1200V/450A~1200V/900A IGBT模块、单主驱动器、(DC-DC、两个DC-AC)辅驱三合一、PDU分别模块化设计,既可以独立安装,也能够灵活集成为包含主驱的多合一产品,满足N2类以上专用车及客车的多种需求。 也正因如此,阳光电动力的客户已覆盖乘用车、商用车、客车等多个细分市场,包括吉利、江淮、奇瑞、东风、上汽通用五菱、江铃、开沃、雷丁、安凯、苏州金龙、厦门金龙、厦门金旅、亚星、华晨鑫源、瑞驰、飞碟、昌河等。
 

        “阳光电动力具备年产20万台汽车控制器的产能,今年预计销量接近10万台。”洪思明说。当前,国内新能源汽车市场正由政策驱动市场转化为市场驱动。预测到2025年,我国新能源汽车将占据30%的市场份额,存在近10倍的增长空间。对任何企业而言,这既是机遇,但也意味着挑战。在洪思明看来,挑战主要表现在以下两个方面,一是随着市场规模扩大,新能源汽车的成本正在逐步向传统汽车靠近,市场对于驱动产品的成本要求进一步提高,倒逼零部件企业降本增效;二是传统国际汽车零部件巨头开始纷纷加入中国新能源汽车驱动市场的竞争中,行业竞争愈加激烈。
 

        不过,阳光电动力依然信心十足。谈及原因,洪思明表示,阳光电源已在电力电子领域深耕20余年并且取得了骄人的成绩,拥有深厚的技术底蕴;阳光电动力自2010年进入新能源汽车驱动市场以来一直潜心钻研技术,形成了覆盖全面的产品体系,拥有一批形成良好合作关系的伙伴,并且已形成单管并联、碳化硅、功能安全、Autosar软件架构等一系列独特、先进的技术积累。“秉持‘诚恳务实、严谨开放、成就客户’的价值观,阳光电动力一定竭尽全力为行业发展提供更多优质产品。”他说。

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